Трансгенные растения без «генетического мусора»

15 июля 2009 в 13:00
Полученные пущинскими учеными растения могут найти применение в сельском хозяйстве и медицине. Но главная ценность этих исследований заключается в том, что они показали принципиальную возможность отбора трансгенных растений без дополнительных маркерных генов – «генетического мусора». Для отбора трансгенных растений, устойчивых к вредителям и гербицидам, приходится вводить в них маркерные гены, которые могут негативно влиять на полезные организмы. Специалисты Филиала Института биоорганической химии им. Академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН разработали методы получения трансгенных растений, свободных от этого «генетического мусора». Их работу поддержали Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Динамика генофондов растений, животных и человека» и РФФИ.
При получении трансгенных растений ДНК с помощью специальных бактерий вводят в семена или кусочки листа, из которых потом получают проростки. Из множества этих растеньиц нужно отобрать те, куда вводимая ДНК действительно попала. Для этого в растения одновременно с нужными генами вводят еще маркерный ген. Как правило, он определяет устойчивость к какому-нибудь антибиотику или токсичному веществу. Все образцы, в которые вводили ДНК, помещают потом на среду с этим веществом или антибиотиком, и растения получаются только из тех, в которые попала ДНК, помеченная геном устойчивости. Это очень удобный метод отбора, но «лишние» гены представляют собой потенциальную опасность для окружающей среды.
Специалисты Филиала Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН разработали методики, которые позволят создавать безмаркерные трансгенные растения. Они не так просты, однако позволяют получать растения, лишенные «генетического мусора». Используя эти методики, ученые получили растения, которые синтезируют поверхностный антиген вируса гепатита В и растения, устойчивые к фитопатогенам благодаря присутствию гена антимикробного пептида цекропина Р1.
ДНК, которая содержала ген вируса гепатита В HBsAg вводили в кусочки листьев или семена табака и томата. Из этих образцов получили несколько сотен растений. Чтобы проверить их на «трансгенность», исследователи применили метод иммуноферментного анализа, который позволяет определять в растительных экстрактах белок HBsAg в концентрации 0,5 нг/мл. Проверять каждое растение отдельно очень долго и дорого. Поэтому проростки сначала разбили на группы по 20—60 экземпляров и тестировали смесь экстрактов из всех растений группы. Если в смеси был искомый белок, ученые дробили ее на более мелкие, и, в конце концов, находили отдельные трансгенные экземпляры.
Второй ген, с которым работали ученые — ген антимикробного пептида цекропина Р1. Для поиска трансгенных растений исследователи вносили «групповой экстракт» в питательную среду для роста бактерий эрвиний — возбудителей мягкой гнили. Если экстракт содержал антимикробный пептид, бактерии в его присутствии не росли. Чувствительность метода такова, что позволяет определить цекропин Р1 в количестве 1—10 нг. Трансгенные растения действительно оказались весьма устойчивы к некоторым патогенным бактериям и грибам, однако полезную микрофлору они не угнетают. Очевидно, дело в том, что цекропин накапливается внутри клетки, а полезные растению микроорганизмы его клетки не разрушают.
Отказавшись от маркерных генов, исследователи смогли выращивать растения на среде без антибиотиков, что позволяет им нормально расти и развиваться. Кроме того, генетическая конструкция, лишенная маркера, имеет меньший размер, что благотворно сказывается на работе вводимого гена.
Полученные пущинскими учеными растения могут найти применение в сельском хозяйстве и медицине. Но главная ценность этих исследований заключается в том, что они показали принципиальную возможность отбора трансгенных растений без дополнительных маркерных генов — «генетического мусора».
www.strf.ru 
Опубликовано:

В ленту раздела Архив новостей | Обсудить тему на форуме
Рейтинг: 0 Голосов: 0 582 просмотра

Популярное



Комментарии (0)